Die entwickelte, effektbasierte Spurenanalytik erlaubt die sensitive und robuste Detektion auch von bislang nicht bekannten Schadstoffen in Umweltproben durch eine direkte Kopplung von Dünnschichtchromatographie mit biologischen Testverfahren. (Förderkennzeichen: 02WIL1387)
Die Zahl der industriell hergestellten Chemikalien hat sich in den letzten 20 Jahren mehr als verdreifacht und liegt heute bei über 350.000 Substanzen. Gewässer werden in Europa auf ausgewählte Stoffe untersucht, die für Mensch und Umwelt gefährlich sind, sobald festgelegte Grenzwerte überschritten werden. Neben diesen Stoffen gibt es aber noch viele weitere gewässergefährdende Schadstoffe, die zum Teil bislang unbekannte sind und sich somit mit der klassischen chemischen Analytik nicht nachweisen lassen.
Hierin liegt der entscheidende Vorteil der im Projekt TREES entwickelten Analysetechnik, mit deren Hilfe problematische Substanzen anhand ihrer unerwünschten biologischen Effekte erkannt werden können. Proben, die oft einen Cocktail bekannter und unbekannter Substanzen enthalten, werden durch ein spezielles Verfahren – die Dünnschichtchromatographie – getrennt. Nach der Trennung untersucht man die Oberfläche der Dünnschichtplatte direkt mit verschiedenen biologischen Testverfahren. Getestet wird, ob die Probe gentoxische, dioxinähnliche, pflanzentoxische oder verschiedene hormonelle Wirkungen hervorruft. Mittels der Methode lässt sich z.B. das Kontrazeptivum 17a-Ethinylestradiol im unteren pg/l-Bereich in Umweltprobe nachweisen. Wenn der Test positiv verläuft, also die unerwünschten Effekte eintreten, kommen entsprechend wirkende Chemikalien in einer Probe vor. Auf Basis der verschiedenen Tests erzeugen die Forscher sogenannte Aktivitätsprofile. Diese lassen die Wissenschaftler gezielt auf die auslösende Stoffgruppe schließen – selbst wenn diese in der Umwelt zunächst noch gar nicht bekannt oder gelistet ist. Durch einen Vergleich der Aktivitätsprofile lassen sich Schadstoffquellen identifizieren aber auch technische Prozesse, z.B. zur Abwasserbehandlung, bewerten.
Das Werkzeug wurde im Rahmen des deutsch-israelischen Wassertechnologie-Kooperationsprojekts "Tracking effects of environmental organic micro-pollutants in the subsurface" (TREES) entwickelt.
